高考生物实验中常见染色剂的选择与使用方法有哪些

以下是高考生物实验中常见染色剂的选择与使用方法的总结，结合实验原理、操作步骤及注意事项，帮生系统掌握关键知识点：

一、按检测物质分类的染色剂

1. 还原糖检测

染色剂：斐林试剂、班氏试剂

原理：还原糖（如葡萄糖、麦芽糖）与试剂在特定条件下反应生成砖红色沉淀（Cu₂O）。

使用方法：

斐林试剂：甲液（0.1g/mL NaOH）与乙液（0.05g/mL CuSO₄）等量混合，需水浴加热（50-65℃），生成砖红色沉淀。现用现配，适用于可溶性还原糖的鉴定。

班氏试剂：可直接用于尿糖检测，沸水浴后显砖红色，可长期保存。

应用：糖尿病检测、不同生物组织含糖量测定。

2. 脂肪检测

染色剂：苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ

原理：苏丹Ⅲ与脂肪结合显橘红色，苏丹Ⅳ显红色。

使用方法：

1. 切片法：组织切片→苏丹染色→酒精洗去浮色→显微镜观察。

2. 匀浆法：直接染色后观察颜色变化。

注意：需用显微镜观察细胞内脂肪颗粒，酒精用于去除多余染料。

3. 蛋白质检测

染色剂：双缩脲试剂

原理：蛋白质中的肽键在碱性条件下与Cu²⁺结合显紫色。

使用方法：

1. 先加A液（0.1g/mL NaOH）2mL，摇匀；

2. 再加B液（0.01g/mL CuSO₄）3-4滴，摇匀。

注意：无需加热，若混合后加入或顺序颠倒会导致颜色被蓝色掩盖。

4. 淀粉检测

染色剂：碘液

原理：淀粉遇碘单质显蓝色。

应用：验证光合作用产物（需酒精脱色处理）。

二、核酸相关染色剂

1. DNA与RNA分布

染色剂：甲基绿-吡罗红混合试剂

原理：甲基绿使DNA显绿色，吡罗红使RNA显红色。

使用方法：

1. 细胞固定→盐酸处理（增强膜通透性）→混合染色剂染色→显微镜观察。

注意：需混合使用，单独染色无法区分。

2. DNA鉴定

染色剂：二苯胺

原理：DNA在沸水浴条件下与二苯胺反应显蓝色。

应用：DNA粗提取实验的鉴定。

三、细胞结构染色

1. 线粒体

染色剂：健那绿（Janus Green B）

原理：活体染色剂，使线粒体呈蓝绿色，细胞质接近无色。

注意：需使用活细胞，染色后直接观察，无需杀死细胞。

2. 染色体/染色质

染色剂：龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红

原理：碱性染料与带负电的DNA结合，使染色体显色（紫色或红色）。

应用：观察有丝分裂、减数分裂或低温诱导染色体加倍实验。

3. 细胞死活鉴别

染色剂：台盼蓝

原理：死细胞膜失去选择透过性，被台盼蓝染成蓝色；活细胞不染色。

应用：显微计数时排除死细胞干扰。

四、代谢产物检测

1. 酒精

试剂：酸性重铬酸钾

原理：橙色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应变为灰绿色。

应用：酵母菌无氧呼吸产物检测、酒驾筛查。

2. CO₂

试剂：溴麝香草酚蓝（BTB）或澄清石灰水

原理：CO₂使BTB由蓝变绿再变黄，或使石灰水变浑浊。

应用：比较不同条件下细胞呼吸速率。

五、注意事项与易错点

1. 试剂特性：

斐林试剂与班氏试剂均需加热，但斐林需现配现用，班氏可长期保存。

双缩脲试剂与斐林试剂成分相似，但浓度不同，不可混用。

2. 操作顺序：

双缩脲试剂需先加A液（NaOH）再加B液（CuSO₄），否则显色不明显。

甲基绿-吡罗红需混合后使用，单独染色无效。

3. 干扰因素：

斐林试剂本身为蓝色，需通过颜色变化判断结果。

苏丹染色后需用酒精洗去浮色，避免染料残留干扰观察。

六、实验设计原则

单一变量：如探究温度对酶活性的影响时，仅温度不同。

对照实验：如萨克斯实验中遮光与曝光叶片形成自身对照。

通过系统掌握上述染色剂的使用方法及原理，结合实验设计原则，可有效应对高考生物实验题中的综合分析类问题。